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天文學家是如何研究那些太遙遠而無法訪問的天體呢？

時間：2025-11-23 14:06:19 來源：網絡整理編輯：百科

核心提示

左圖:OSIRIS-REx飛船的金屬長臂，末端呈圓形，觸碰到巖石小行星表面，表面漆黑一片，布滿小鵝卵石。右圖:科學家在美國國家航空航天局約翰遜航天中心的天體材料處理設施中打開OSIRIS-REx樣本。西安新城怎么找（外圍模特）vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達

左圖:OSIRIS-REx飛船的金屬長臂，末端呈圓形，何研觸碰到巖石小行星表面，究那西安新城怎么找（外圍模特）vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達表面漆黑一片，無法布滿小鵝卵石。訪問右圖:科學家在美國國家航空航天局約翰遜航天中心的天文太遙體天體材料處理設施中打開OSIRIS-REx樣本。鳴謝:uux.cn/美國宇航局/戈達德航天中心/亞利桑那大學和美國宇航局/羅伯特·馬克威治
（神秘的何研地球uux.cn）據對話（盧克·凱勒）：美國宇航局的OSIRIS-REx飛船于2023年9月24日飛過地球，扔下了從近地小行星貝努鳥表面收集的究那灰塵和鵝卵石樣本。
對這個樣本的無法分析將有助于科學家理解太陽系是如何形成的，以及由何種物質構成。訪問科學家們將在分析阿波羅登月巖石和塵埃的天文太遙體同一設備中開始他們的分析。
作為一名研究行星如何圍繞遙遠恒星形成的何研天文學家，看到貝努鳥樣本降落到猶他州沙漠的究那西安新城怎么找（外圍模特）vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達廣播，我感到興奮，無法也有點羨慕。訪問我們這些研究遙遠年輕太陽系的人無法派出機器人飛船近距離觀察它們，更不用說抓取樣本進行實驗室分析了。相反，我們依靠遠程觀測。
但是天文學家可以用望遠鏡測量的并不是我們真正想知道的——相反，我們通過從遠處觀察和解釋明顯的屬性來計算我們有興趣研究的屬性。
天文學家的工具
小行星就像化石一樣——它們由太陽系形成和早期演化的巖石物質組成，它們幾乎保持不變。這就是原始貝努鳥樣本將如何幫助天文學家了解我們太陽系的形成。
天文學家是如何研究那些太遙遠而無法訪問的天體呢？

從左到右:三張原行星盤TW Hydrae(阿塔卡馬大型毫米陣列，ALMA)，HD 135344B(歐洲南方天文臺，ESO)和2MASS J16281370(哈勃太空望遠鏡，HST)的圖像。美國航天局、歐空局、歐洲空間觀測組織、STScI、ALMA、S. Andrews (CfA)、Bill Saxton (NRAO、AUI、NSF)、T. Stolker (ALMA)
在過去的幾十年里，天文學家已經了解到被稱為原行星盤的氣體和塵埃盤圍繞著年輕的恒星運行。觀察這些位于太陽系外許多光年的圓盤可以幫助天文學家了解早期行星的形成過程，但它們太遠了，無法像OSIRIS-REx那樣發送樣本返回任務，以直接測量這些系統中的塵埃和小行星是由什么組成的。
像我這樣的天文學家所能做的就是利用地球上或近地軌道上的望遠鏡，遠程觀察宇宙中那些遙遠的區域。但是即使使用有限的工具和技術，我們仍然能夠對它們有所了解。
距離和亮度
最近的原行星系統距離太陽幾百光年，但我們無法直接測量這么大的距離。相反，我們必須使用視差的精確測量來間接確定距離——隨著地球圍繞太陽旋轉，我們的視角發生變化，導致恒星的表觀位置發生微小變化。
一旦我們知道了它們離地球的距離，我們就可以確定原行星盤的另一個基本物理特性:它們的亮度和它們的恒星的亮度。
光度是一個物體的功率輸出，單位是瓦特。像我們的太陽這樣的恒星的光度是幾十萬萬億瓦特。正如陽光影響天氣和太陽系行星大氣的化學成分一樣，年輕恒星的光度直接影響其原行星盤中的物質。光度可以改變塵埃粒子的大小和成分，這些塵埃粒子后來會形成小行星和行星核。
但是亮度并不能直接表示光度。一顆恒星或任何發光物體的測量亮度隨著它離我們距離的平方而降低。我們測量恒星的表觀亮度，或者它在數字圖像中看起來有多亮，然后根據這個觀察到的亮度和恒星的距離計算出它的光度。
顏色和溫度
光度也取決于溫度——較暖的物體通常更亮——但我們無法直接測量遙遠系統的溫度。天文學家通過精確測量恒星的表觀顏色以及在其行星形成盤中運行的氣體和塵埃來確定溫度。
你從哈勃或詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等天文臺看到的天體彩色圖像是通過一系列彩色濾光片拍攝的多幅圖像的合成。
對于天文學家來說，顏色是描述物體在特定波長下的亮度與在另一個波長下的亮度相比的數字。相對于紅光來說，較溫暖的物體發出更多的藍光，因此它們的顏色看起來更藍，相應的數量也更小。天文學家通過讓星光穿過安裝在望遠鏡相機上的小棱鏡來更詳細地測量顏色。這個棱鏡把光分散成光譜。
恒星及其周圍物質發出的光譜并不是平滑的彩虹色。光譜中鮮明的明暗特征表明了原子、分子甚至礦物的存在和相對豐度。這些化學元素以獨特且可識別的顏色組合發射或吸收光線。
天文學家是如何研究那些太遙遠而無法訪問的天體呢？

像詹姆斯·韋伯太空望遠鏡上的近紅外光譜儀這樣的儀器能夠精確測量表觀顏色，用于確定恒星形成區域的溫度和化學成分。紅外波長的可見顏色表示原子氫(藍色)、分子氫(綠色)和碳氫化合物(紅色)。這三幅圖像的組合產生了彩色合成圖像。鳴謝:uux.cn/美國宇航局，歐空局，加空局，STScI，韋伯ERO制作團隊
測量和解釋
你能看到一個主題出現了嗎？天文學家只能測量少數幾個表觀屬性:亮度、顏色、在天空中的位置、形狀、角度大小以及這些屬性如何隨時間變化。在日常生活中，我們每個人都用感官測量這些相同的屬性來導航我們的周圍環境。它們沒有什么異國情調或特別之處。
然而，天文學家所知道的關于遙遠太陽系及其形成的一切，我們都是通過測量這些熟悉而不起眼的表觀特性而獲得的。我們在天文學和天體物理學中期待的豐富而詳細的描述來自于將我們對化學和物理學的理解應用到這些測量中。
貝努鳥樣品的到來令人興奮，因為它是“真實的”在未來的幾個月和幾年里，科學家們將檢查這些塵埃，以便為我們的研究提供信息，不僅包括小行星和行星際塵埃，還包括更遠的太陽系中的星際塵埃。我急切地想知道這些新的細節將告訴我們關于宇宙塵埃的什么，宇宙塵埃是世界各地行星的主要組成部分。

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